码垛机器人抓取装置及码垛机器人的制作方法 专利技术说明

五金工具产品及配附件制造技术1.本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种码垛机器人抓取装置及码垛机器人。背景技术：2.随着人力成本的逐年提高，以及现代步伐对于生产的效率要求，码垛、缷垛这种繁重的体力劳动逐渐被码垛机器人所替代，码垛机器人主要用于对各种箱体、袋装物等进行码垛、缷垛作业。3.以码垛机器人缷垛箱体为例，在作业过程中，码垛机器人的夹具首先将待缷垛箱体抓取并提升到一定高度，随后码垛机器人移动到缷垛放料区，将箱体搬运至指定位置。4.然而，在码垛机器人夹具抓取箱体的过程中，由于多种原因(例如箱体摆放位置不标准，某个箱体本身形状不规则或存在偏差等)会使得码垛机器人夹具夹取当前层的箱体时会将下一层的箱体一起提起，从而将一垛箱体推到，或者在放料点将下层的箱体(箱体内物料)压坏，在损坏物料的同时还易引发安全事故。技术实现要素：5.本实用新型实施例旨在提供一种尘码垛机器人抓取装置及码垛机器人，以解决现有技术中码垛机器人在缷垛过程中，易损坏物料，安全性差的技术问题。6.本实用新型实施例解决其技术问题采用以下技术方案：提供一种码垛机器人抓取装置，包括：7.抓取组件，所述抓取组件用于抓取物料框；8.检测组件，所述检测组件设于所述抓取组件，用于在所述抓取组件抓取物料框后，检测被抓取的物料框下方是否有被带起的物料框。9.本实施例中，检测组件用于检测物料框下方存在被带起的物料框，若有，则提醒工作人员及时处理上述异常状况，从而避免物料损坏、以及安全事故的发生，若无，则继续完成后续的缷垛搬运作业，保障码垛机器人的正常缷垛作业。10.在一些实施例中，所述抓取组件包括：11.框架；12.夹具组件，所述夹具组件设于所述框架；13.驱动组件，所述驱动组件设于所述框架，所述驱动组件用于驱动所述夹具组件抓取物料框。14.本实施例中，夹具组件包括多个抓具，多个抓具位于框架的下方并与框架滑动连接，多个抓具围合形成一抓取空间，通过在框架上的滑动，多个抓具可以相互靠拢以夹紧物料框、或相互分离以松开物料框，通过多个抓具实现对不同垛型的物料框的稳定抓取。15.在一些实施例中，所述检测组件包括：16.光电传感器组件，所述光电传感器用于在所述夹具组件抓取物料框后，检测被抓取的物料框下方是否有被带起的物料框。17.本实施例中，相比于激光雷达等检测方式，光电传感器组件结构简单，成本低，可以发射光线和接受光线，以判断物料框下方区域是否存在被带起的物料框。18.在一些实施例中，所述检测组件还包括：19.驱动机构，所述驱动机构设于所述框架，且位于所述光电传感器组件的上方，所述驱动机构的输出端与所述光电传感器组件相连接，用于驱动所述光电传感器组件沿竖直方向移动；20.在所述夹具组件抓取物料框后，所述驱动机构驱动所述光电传感器组件竖直向下移动，使得所述光电传感器组件的水平高度低于被抓取物料框的水平高度。21.本实施例中，在夹具组件抓取物料框后，驱动机构驱动光电传感器组件竖直向下运动，直到光电传感器组件的水平高度低于被抓取的物料框的水平高度，从而光电传感器组件可以更好的检测被抓取物料框下方是否存在被带起的物料框。在完成检测后，驱动机构驱动光电传感器组件竖直向上移动，使得光电传感器组件复位，此时光电传感器组件的水平高度高于夹具的高度，从而在夹具组件移动抓取物料框的过程中，不会造成光电传感器组件和驱动机构的损坏，可以达到保护检测组件的目的。22.在一些实施例中，所述驱动机构包括：23.第一固定件，所述第一固定件设于所述框架的端部；24.驱动装置，所述驱动装置设于所述第一固定件，用于驱动所述光电传感器组件沿竖直方向移动。25.本实施例中，第一固定件通过焊接、铆接等方式固定在框架的端部，驱动装置安装在第一固定件远离夹具组件的一侧，以避免夹具组件抓取物料框的过程中对驱动装置的损坏。且可以通过设置第一固定件的形状，来改变其下方光电传感器组件所在的位置，以实现不同区域的检测。26.在一些实施例中，所述驱动装置为直线驱动电机或伸缩气缸。27.本实施例中，直线驱动精度高，但推力较小，伸缩气成本提、安全性更高、推力大，从而可以根据需要缷垛的物料来选择适当的驱动类型。28.在一些实施例中，所述第一固定件呈l形状，所述第一固定件包括：29.第一横板，所述第一横板固定在所述框架的端部；30.第一竖板，所述第一竖板与所述第一横板垂直连接，所述驱动装置固定在所述第一竖板上。31.本实施例中，第一横板沿水平方向设置，第一竖板沿竖直方向设置，第一横板固定在框架的端部，第一竖版位于第一横板的下方，驱动装置固定在第一竖板上。从而可以通过调整第一横板的长度来调整光电传感器组件在水平方向上的位置。32.在一些实施例中，所述光电传感器组件包括：33.第二固定件，所述第二固定件连接所述驱动装置的输出端；34.光电传感器，所述光电传感器设于所述第二固定件，用于检测被抓取物料框下方是否存在被带起的物料框。35.本实施例中，光电传感器用于检测被抓起物料框下方是否存在带起的物料框，光电传感器固定在第二固定件上，且第二固定件与驱动装置的输出端固定连接，从而通过驱动装置驱动第二固定件上下移动，以带动光电传感器上下移动。且可以通过设置第二固定件的形状以及光电传感器在第二固定件上的位置，来调整光电传感器所在的位置。36.在一些实施例中，所述第一固定件呈l形状，所述第二固定件包括：37.第二横板，所述光电传感器安装于所述第二横板；38.第二竖板，所述第二竖板与所述第二横板垂直连接，所述第二竖板固定连接所述驱动装置的输出端。39.本实施例中，第二竖板沿竖直方向设置，第二横板沿水平方向设置，第二竖板位于第一竖板的下方，第二竖板与驱动装置的输出端固定连接，第二横板位于第第二竖板的下方，光电传感器安装在第二横板上。从而可以通过调整第二横板的长度以及光电传感器安装在第二横板上的位置来调整光电传感器在水平方向上的位置，使得光电传感器能够适应于更大区域面积的检测。40.本实用新型施例解决其技术问题还采用以下技术方案：提供一种码垛机器人，所述码垛机器人包括如上述任一实施例所述的抓取装置。41.由于码垛机器人包括上述任一实施例所述的抓取装置，因此也具备上述任一实施例所述的有益效果，即当抓取组件抓取到物料框后，检测组件能够检测到抓取到的物料框下方是否有被带起的物料框，若有，则码垛机器人可发出警报，从而避免物料损坏或安全事故。附图说明42.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。43.图1是本实用新型实施例提供的一种抓取装置的立体结构示意图；44.图2是本实用新型实施例提供的一种抓取装置的另一角度的立体结构示意图；45.图3是本实用新型实施例提供的一种抓取装置的又一角度的立体结构示意图；46.图4是本实用新型实施例中通过两个检测组件来检测被抓取物料框下方区域是否存在被带起的物料框的示意图；47.图5是本实用新型实施例中框架的结构示意图；48.图6是本实用新型实施例中检测组件的结构示意图。49.本实用新型附图标记：50.100、抓取装置；10、抓取组件；11、框架；110、法兰盘；111、十字型框体；1110、横向基板；1111、纵向基板；112、滑轨；12、夹具组件；120、抓具；13、驱动组件；130、驱动气缸；20、检测组件；21、光电传感器组件；210、第二固定件；2101、第二横板；2102、第二竖板；211、光电传感器；22、驱动机构；220、第一固定件；2201、第一横板；2202、第一竖板；221、驱动装置。具体实施方式51.为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“上端”、“下端”、“顶部”以及“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。52.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。53.下面将结合附图1至图6对本实用新型实施例提供的码垛机器人抓取装置及码垛机器人进行详细阐述。54.在本实用新型实施例中，码垛机器人可以根据其计算机程序设定的不同，实现对各种箱体、袋装物等物料进行码垛或缷垛作业，本实用新型实施例主要涉及码垛机器人的缷垛作业过程。55.请参阅图1至图4，在一些实施例中，码垛机器人包括机器人底座、机械臂、控制器以及抓取装置100，机械臂与抓取装置100相连接，控制器用于控制机械臂带动抓取装置100实现三轴移动以及旋转运动，以实现对物料的搬运。56.在一些实施例中，抓取装置100包括抓取组件10和检测组件20，所述抓取组件10用于抓取物料框，所述检测组件20设于所述抓取组件10，用于在所述抓取组件10抓取物料框后，检测被抓取的物料框下方是否有被带起的物料框。57.在本实施例中，物料框内可以用于装载水果、饮料、塑料、建材等物料。若干物料框层层铺排可以形成货垛，这些货垛的外部轮廓形状可以呈现矩形、正方形、三角形、圆形、环形等。58.在码垛机器人缷垛过程中，机械臂首先带动抓取组件10移动到货垛上方，此时抓取组件10抓取物料框并提升一定高度，随后机械臂再带动抓取有物料框的抓取组件10移动到指定位置，以完成物料框的缷垛搬运。59.在抓取组件10抓取货垛中物料框的过程中，抓取组件10可以根据实际需求的不同一次抓取一层或若干层数的物料框，例如，在一个实施例中，抓取组件10可以一次性抓取一层物料框。60.检测组件20可以设置在抓取组件10上，检测组件20用于在抓取组件10抓取到物料框后，检测被抓取的物料框下方是否有被带起的物料框，例如，当抓取组件10抓取到货垛最上层的物料框后，检测组件20可以检测最上层下方是否有带起的物料框。61.具体而言，检测组件20与控制器通信连接，当检测组件20检测到物料框下方存在被带起的物料框后，则发送反馈信号至控制器，控制器控制码垛机器人暂停作业并发出警报，以提醒工作人员及时处理上述异常状况，从而避免物料损坏，当检测组件20检测到物料框下方未存在被带起的物料框时，则码垛机器人继续完成后续的缷垛搬运作业，进而保障码垛机器人的正常缷垛作业。62.在一些实施例中，抓取组件10包括一个或多个真空吸盘，通过真空吸盘来吸取物料框。63.在另一些实施例中，抓取组件10包括包括框架11、夹具组件12以及驱动组件13，所述夹具组件12设于所述框架11，所述驱动组件13设于所述框架11，所述驱动组件13用于驱动所述夹具组件12抓取物料框。64.框架11连接在机械臂上，使得机械臂能够带动框架11移动，框架11的形状以及制作材料可以根据需要抓取的物料类型以及垛型来设计，例如，针对重量较重的物料，框架11可以由高强度材质制成，以便于承载高重量物料。65.夹具组件12可以包括多个抓具120，多个抓具120位于框架11的下方并与框架11滑动连接，多个抓具120围合形成一抓取空间，通过在框架11上的滑动，多个抓具120可以相互靠拢以夹紧物料框、或相互分离以松开物料框，实现对物料框的稳定抓取。66.驱动组件13固定设置在框架11上，驱动组件13用于驱动多个抓具120相互靠拢或相互分离，具体的，驱动组件13的驱动方式可以为气缸或电缸等驱动方式，例如，可以通过设置多个气缸来分别驱动多个抓具120在框架11上的滑动，从而实现多个抓具120的相互靠拢或分离。67.在上述实施例中，抓具120的数量、气缸的数量可以根据垛型(货垛的轮廓形状)来设定，例如，针对长方体垛型的物料框：68.所述夹具组件12包括四个抓具120，四个所述抓具120与所述框架11滑动连接，四个所述抓具120共同围合形成抓取空间；所述驱动组件13包括四个驱动气缸130，四个所述驱动气缸130用于驱动四个所述抓具120相互靠近以夹紧物料框。69.请参阅图5，框架11包括法兰盘110、十字型框体111以及四个滑轨112，十字型框体111和机械臂之间通过法兰盘110相连接，四个滑轨112亦呈现十字形状，并分别固定在十字型框体111上，四个抓具120对应设置在四个滑轨112内，从而实现抓具120在对应滑轨112内的滑动连接，四个驱动气缸130设置在十字型框体111上，驱动气缸130的伸缩方向与滑轨112的滑动方向一致，从而驱动对应的抓具120在滑轨112内的滑动。70.在一些实施例中，十字型框体111包括两根横向基板1110和两根纵向基板1111，两根横向基板1110相互平行，两根纵向基板1111相互平行，且横向基板1110和纵向基板1111相互垂直，每根横向基板1110和每根纵向基板1111的两端均设置有滑轨112，从而形成四对平行的滑轨112，每个抓具120设置在对应的一对平行的滑轨112内，实现每个抓具120与一对滑轨112的滑动连接，从而增加抓具120在滑轨112中滑动的稳定性。71.在一些实施例中，所述检测组件20包括：光电传感器组件21，所述光电传感器组件21用于在所述夹具组件12抓取物料框后，检测被抓取的物料框下方是否有被带起的物料框。72.光电传感器组件21可以检测被抓取的物料框下方区域是否有被带起的物料框存在，具体的，光电传感器组件21结构简单、成本低，可以发射光线和接受光线，以判断物料框下方区域是否存在被带起的物料框。73.在一些实施例中，光电传感器组件21可以设置在夹具组件12或者是框架11上。例如，可以将光电传感器组件21固定在框架11的端部上，此时光电传感器组件21位于抓具120的外侧，在抓具120抓取物料框的时候不易造成光电传感器组件21损坏。74.另外，也可以将光电传感器组件21固定在其中一个抓具120上，但此方式抓具120在抓取物料框的过程中易造成光电传感器组件21的损坏。75.在一些实施例中，为了使得光电传感器组件21能够更好的检测到被抓取物料框下方是否存在被带起的物料框，可以设置光电传感器组件21的水平高度低于被抓取物料框的水平高度，从而光电传感器组件21可以更好的检测到被抓去物料框下方是否存在物体。76.在一些实施例中，检测组件20不限于光电传感器组件21，还可以是激光雷达或视觉摄像头等设备，激光雷达或视觉摄像头可以安装在夹具组件12或者框架11上，用于检测被抓取的物料框下方是否有被带起的物料框。77.在一些实施例中，由于垛型面积、形状的不同，即检测组件20需要检测的面积不同，为了使得检测组件20能够覆盖整个检测面积，可以通过设置多个检测组件20，使得检测组件20的检测范围能够覆盖整个面积。例如，设置了两个检测组件20，分别位于图3中框体111的上侧端部和下侧端部，分别用于检测图4中左侧面积和右侧面积是否存在被带起的物料框。78.在一些实施例中，所述检测组件20还包括驱动机构22，所述驱动机构22设于所述框架11，所述驱动机构22的输出端与所述光电传感器组件21相连接，用于驱动所述光电传感器组件21沿竖直方向移动，在所述夹具组件12抓取物料框后，所述驱动机构22控制所述光电传感器组件21竖直向下移动，使得所述光电传感器组件21的水平高度低于被抓取物料框的水平高度，从而便于检测被抓取物料框下方是否存在被带起的物料框。79.驱动机构22固定在框架11的端部，光电传感器组件21位于驱动机构22的下方，光电传感器组件21与驱动机构22的输出端相连接，在夹具组件12抓取物料框后，驱动机构22驱动光电传感器组件21竖直向下运动，直到光电传感器组件21的水平高度低于被抓取的物料框的水平高度，从而光电传感器组件21可以更好的检测被抓取物料框下方是否存在被带起的物料框。在完成检测后，驱动机构22驱动光电传感器组件21竖直向上移动，使得光电传感器组件21复位，此时光电传感器组件21的水平高度高于夹具120的高度，从而在夹具组件12移动抓取物料框的过程中，不会造成光电传感器组件21和驱动机构22的损坏，可以达到保护检测组件20的目的。80.在一些实施例中，当不需要光电传感器组件21进行检测时，光电传感器组件21的水平高度与夹具组件12的水平高度齐平，这样可以在保护光电传感器组件21的同时，能够确保光电传感器组件21检测作业时需要竖直向下移动的距离最短，从而加快光电传感器组件21的检测效率。81.请参阅图6，在一些实施例中，所述驱动机构22包括第一固定件220和驱动装置221，所述第一固定件220设于所述框架11的端部，所述驱动装置221设于所述第一固定件220。82.具体的，第一固定件220可以通过焊接、铆接等方式固定在框架11的端部，第一固定件220呈板状，驱动装置221安装在第一固定件220远离夹具组件12的一侧，以避免夹具组件12抓取物料框的过程中对驱动装置221的损坏。83.在一些实施例中，第一固定件220为钣金件，可以通过设置第一固定件220的形状，来改变其下方光电传感器组件21所在的位置，以实现不同区域的检测。84.例如，第一固定件220可以呈现l型，l型的第一固定件220包括一体成型的第一横板2201和第一竖板2202，所述第一横板2201固定在所述框架11的端部；所述第一竖板2202与所述第一横板2201垂直连接，所述驱动装置221固定在所述第一竖板2202上。85.具体的，第一横板2201沿水平方向x设置，第一竖板2202沿竖直方向y设置，第一横板2201固定在框架11的端部，第一竖版位于第一横板2201的下方，驱动装置221固定在第一竖板2202上。从而可以通过调整第一横板2201的长度来调整光电传感器组件21在水平方向x上的位置。86.在一些实施例中，上述驱动装置221为直线驱动电机，通过直线驱动电机带动光电传感器组件21在竖直方向上的移动。87.在另一些实施例中，驱动装置221选用伸缩气缸，相比于直线驱动电机，伸缩气缸能够降低成本、提升使用安全性。88.在一些实施例中，所述光电传感器组件21包括第二固定件210和光电传感器211，所述第二固定件210连接所述驱动装置221的输出端，所述光电传感器211设于所述第二固定件210。89.具体的，光电传感器211用于检测被抓起物料框下方是否存在带起的物料框，光电传感器211固定在第二固定件210上，且第二固定件210与驱动装置221的输出端固定连接，从而通过驱动装置221驱动第二固定件210上下移动，以带动光电传感器211上下移动。90.在一些实施例中，第二固定件210为钣金件，可以通过设置第二固定件210的形状以及光电传感器211在第二固定件210上的位置，来调整光电传感器211所在的位置。91.例如，第二固定件210可以呈现l型，l型的第二固定件210包括一体成型的第二横板2101和第二竖板2102，所述光电传感器211安装于所述第二横板2101，所述第二竖板2102与所述第二横板2101垂直连接，所述第二竖板2102固定连接所述驱动装置221的输出端。92.具体的，第二竖板2102沿竖直方向y设置，第二横板2101沿水平方向x设置，第二竖板2102位于第一竖板2202的下方，第二竖板2102与驱动装置221的输出端固定连接，第二横板2101位于第第二竖板2102的下方，光电传感器211安装在第二横板2101上。从而可以通过调整第二横板2101的长度以及光电传感器211安装在第二横板2101上的位置来调整光电传感器211在水平方向x上的位置。93.在一些实施例中，光电传感器211可转动第安装在第二横板2101上，这样可以通过旋转光电传感器211以调整光电传感器211的感应方向，使得光电传感器211能够适应于更大区域面积的检测。94.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参阅前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。









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